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Die genetische Schere

Wissenschaftler nutzen Technologien, mit denen genetische Informationen in den Zellen manipuliert werden können, u. a. um die Funktion dieser Gene herauszufinden. Das ist zeitaufwendig, schwierig und oft sogar unmöglich. Jetzt, anno 2020, ist es mittlerweile möglich, das Genom – den Lebenscode – innerhalb weniger Wochen zu verändern. Das gelingt mit der sogenannten CRISPR/Cas9-Methode: die „genetische Schere“. Die Wissenschaftlerinnen Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna erhielten für ihren Beitrag an der Entwicklung dieser Methode im Oktober 2020 den Nobelpreis für Chemie.

Effektiv bei der Behandlung von Krankheiten

Die Methode bietet eine enorme Vielzahl an Möglichkeiten, um in den genetischen Code von lebenden Organismen einzugreifen, sowohl von Menschen und Tieren, als auch von Mikroorganismen und Pflanzen. Das kann zum Beispiel für die Behandlung von Krebs und Erbkrankheiten sinnvoll sein. Die CRISPR/Cas9-Technologie kann auch in landwirtschaftlichen Nutzpflanzen zur Anwendung kommen. Durch Anpassungen im Genom kann man die Nutzpflanze mit der gewünschten Eigenschaft versehen, wodurch sie resistent gegen Krankheitserreger wird oder schneller wächst und schließlich größere Erträge liefert.

Die Funktionsweise der genetischen Schere

CRISPR, die Abkürzung von „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”, ist ein Stück DNA, eine sogenannte DNA-Sequenz. CRISPR-Sequenzen wurden zuerst in Bakterien und Archaea entdeckt, in denen sie zum adaptiven Immunsystem gehören, das infizierende Viren erkennen kann. Wenn CRISPR das Virus erkennt, wird ein Mechanismus ausgelöst, wobei Enzyme (wie Cas9) das genetische Material der Viren „zerkleinern“ und damit unschädlich machen.

Krankheitsverursachende oder andere ungewünschte Gene werden dadurch ausgeschaltet und in das Genom können sogar „gesunde“ oder gewünschte Gene eingefügt werden.

Dieses System wurde von Wissenschaftlern derartig angepasst, dass es auch in tierischen und pflanzlichen Zellen funktioniert. CRISPR-Sequenzen sind so entwickelt, dass sie speziell den betreffenden Teil des Genoms dieser Zellen erkennen. Die CRISPR-Sequenz führt zum Beispiel das Cas9-Enzym zu diesem Teil des Genoms, wo es selektiv „zurechtgeschnitten“ wird.

Neue Generation Erfindungen

Doudna und Charpentier meldeten im Jahr 2012, genauso wie mehrere andere Forschungsgruppen, die sich mit CRISPR/Cas9 auseinandersetzten, ein Patent an für die CRISPR/Cas9-Technologie. Diese neue Technologie öffnete schließlich die Tore für eine ganze neue Generation von Erfindungen. Seit 2012 wurden von vielen Wissenschaftlern, Instituten und Unternehmen bereits ca. 10.000 Patente in diesem Fachgebiet angemeldet. Zwischen einigen dieser Parteien, der University of California (an der Doudna arbeitet) und einer Arbeitsgemeinschaft zwischen MIT und Harvard University in Boston (Broad Institute, mit Erfinder Zhang) ist ein Streit über die Patentrechte auf die Technologie entstanden. Dieser Streit ist noch immer nicht endgültig entschieden und führt beim amerikanischen Patentamt möglicherweise zu einem anderen Ergebnis als beim europäischen Patentamt. Dabei geht es um inhaltliche Aspekte wie die Frage, wer als Erster die Technologie in eukaryoten Zellen wie Tier- oder Pflanzenzellen zum Einsatz gebracht hat. Aber auch juristische Fragen spielen eine Rolle, wie etwa, ob die Patentanmeldung auf den Namen der richtigen juristischen Person erfolgte.

 

 

 

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Bettina Hermann

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  • Europäische und Deutsche Patent- und Markenanwältin
  • Partner
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  • Europäischer Patentanwalt
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